探討大型地下空間項目的結(jié)構(gòu)設計

季曉衛(wèi)

摘要：大型地下空間已成為城市地下空間發(fā)展的重要發(fā)展趨勢。由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃和技術(shù)規(guī)范，大型地下空間的規(guī)劃布局仍存在結(jié)構(gòu)設計等諸多技術(shù)問題，本文試圖為大型地下空間結(jié)構(gòu)設計提供系統(tǒng)設計思路和方法。大型地下空間的設計應充分貫徹“安全、舒適、效益和綠色”的概念，規(guī)劃功能布局，以及協(xié)調(diào)交通組織與周圍環(huán)境管理的關(guān)系，設計相應的結(jié)構(gòu)體系以適應大型地下空間的功能。發(fā)揮大型地下空間的作用，集約高效利用地下空間資源，促進大型地下空間的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大型地下空間；結(jié)構(gòu)設計

隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和城市化的快速進行，地下空間開發(fā)已成為維護和改善地面生活環(huán)境、拓展城市空間、緩解城市土地緊張和交通擁擠壓力的有效途徑。在地下空間開發(fā)中，集約高效利用地下空間資源的大型地下空間已逐漸成為大城市地下空間開發(fā)的重要發(fā)展方向。本文就大型地下空間項目的結(jié)構(gòu)設計進行探討，希望以此促進行業(yè)發(fā)展。

一、大型地下空間的規(guī)劃布局和設計理念

（一）規(guī)劃布局

大型的地下空間是城市空間的一個十分重要的組成部分，布局應納入城市規(guī)劃，特別是地下空間的利用要符合整個城市統(tǒng)一規(guī)劃，大型的地下空間，可以更好地融入城市，使整個城市的地面坐標與地下空間，形成一個有機的整體。大型地下空間的選址應集中在區(qū)域中心、城市核心區(qū)、商業(yè)中心、交通樞紐等重要地塊。土地利用較為緊張，城市服務需求面積較大。

（二）大型地下空間設計原則

在大型地下空間設計中應堅持“舒適空間、安全空間、綠色空間和效益空間”的設計理念。安全是一切事物的前提，安全保障是第一位的，只有這樣地下空間的發(fā)展才會有前途。同樣的，安全問題也是最為主要的問題，需要從多方面加以解決。只有創(chuàng)造安全又舒適的地下空間，才能把人們吸引住，留在地下，實現(xiàn)地下空間開發(fā)的目的，充分發(fā)揮地下空間開發(fā)的作用。綠色發(fā)展是時代的主題，綠色是時代的要求，是社會長期發(fā)展的要求。而經(jīng)濟效益是我們的目的，地下空間的開發(fā)必須產(chǎn)生經(jīng)濟上的效益和環(huán)境、社會等方面的綜合效益，這樣才有利于地下空間的可持續(xù)發(fā)展。

二、大型地下空間結(jié)構(gòu)設計要點

（一）整體沉降控制

由于在地下室的負荷每個部分是不一樣的，大型地下室施工順序是不同的，因此，在選擇樁型、樁的布置、樁基礎(chǔ)持力層和板的厚度和配筋等方面應充分考慮沉降控制要求，減少絕對沉降和差異沉降，滿足結(jié)構(gòu)的安全和正常施工。

（二） 地下空間建筑平面設計和結(jié)構(gòu)體系選型

每個項目的單體其實都是高層建筑，建筑設計應注重平、立面結(jié)構(gòu)選型規(guī)則，結(jié)構(gòu)的平面形狀應規(guī)則、簡單、對稱，減少偏心、剛度、質(zhì)量和承載力分布應均勻，不應采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，不應使用單跨結(jié)構(gòu)。地下室結(jié)構(gòu)體系，塔樓之下的地區(qū)按塔樓結(jié)構(gòu)體系，一般采用框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)或框架剪力墻結(jié)構(gòu)，塔外結(jié)構(gòu)主要為框架結(jié)構(gòu)。

（三）地下室頂板的嵌固層要求

在整個地下室中，各單體基底的板面標高應統(tǒng)一，應作為上部單體結(jié)構(gòu)的嵌固端，相關(guān)設計應符合規(guī)范要求。應避免地下室頂板大開孔。當需要樓板進行開孔時，孔的寬度不應大于樓板寬度的30%。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布應均勻?qū)ΨQ，避免局部突變?？椎脑O置應滿足側(cè)梁或橫梁結(jié)構(gòu)的要求。當單體投影范圍內(nèi)頂板標高與地庫頂板標高差異較大時，應采取可靠措施保證水平力的有效傳遞，錯層梁板水平采用加腋形式。當樓板高度落差較大時，高、低接頭的橫截面尺寸應適當加強，箍筋應在整個柱截面上進行加密，并提高抗震等級。交錯剪力墻的厚度不應小于250mm，應設置垂直墻或墻體支撐柱。

（四） 后澆帶、膨脹加強帶設計要求

超長的大體積混凝土施工可采用留置變形縫、后澆帶施工或跳倉法施工。但大面積無接縫的地下室會給施工帶來方便，且整體剛度好，為超高層建筑和高層建筑在地下提供了良好的埋設條件。同時，防水處理也帶來了更大的方便。大面積無接縫的地下室在施工時，需要增加后澆帶的設置，后澆帶的設計寬度800～1000mm，及后澆帶的間距一般控制在30～40m，混凝土澆筑后澆帶兩側(cè)經(jīng)過60～90d后或沉降穩(wěn)定后封閉。有的項目因為工程的局限性，不能設置后澆帶時，可設置膨脹加強帶，從而達到相應的設計要求。

作者曾主持南京某地下車庫結(jié)構(gòu)設計，工程建筑面積約6萬平方米，地面共26棟單體，單體地上分別為7層、8層 和11層。該項目位于長江邊，底板持力層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，主樓采用樁基礎(chǔ)（摩擦樁），單建地庫采用天然地基筏板基礎(chǔ)，通過在主樓周邊設置沉降后澆帶，且控制30～40米范圍內(nèi)設置溫度后澆帶（后澆帶設置圖見圖1），解決了沉降不均勻引起的沉降差異，減少了水化熱及混凝土收縮導致的裂縫等一系列問題，目前該項目已竣工投入使用，使用情況良好。

三、 結(jié)語：

大型地下空間的開發(fā)已成為城市地下空間發(fā)展的一個重要發(fā)展趨勢。因為它的體積大，功能齊全。復雜的設計應充分貫徹“舒適、安全、效益、綠色”的原則。充分發(fā)揮大型地下空間的特點和功能，彰顯了地下空間地下空間資源集約高效利用的優(yōu)勢，促進大型地下空間的可持續(xù)發(fā)展。本文就大型地下空間項目的結(jié)構(gòu)設計進行探討，為地下空間的結(jié)構(gòu)設計提供一定的參考和借鑒價值。

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